关于高斯中的分子动力学计算

helpme · 发表于 Post on 2015-4-22 14:31:01

高斯提供两种分子动力学计算的手段，ADMP和BOMD，ADMP计算量更小，精度号称和BOMD差不多。以下高斯手册上的原话：
This keyword requests a classical trajectory calculation using the Atom Centered Density Matrix Propagation molecular dynamics model. This method provides equivalent functionality to Born-Oppenheimer molecular dynamics (see the BOMD keyword) at considerably reduced computational cost.
因此，准备好好学一下ADMP。

我说说我学习中的疑问，希望大家多多讨论多多指教。

学习内容：用ADMP观察乙烷分子的内转动。

先用同样的方法基组，用一般高斯优化（或者单点能）计算的方法计算初始构型，得到一个chk文件，后续ADMP计算使用这个chk。
我先用opt优化了CH3-CH3分子的结构，得到test.chk文件。

下面是ADMP计算的输入文件。
-----------------------------------------------------------------------------------
ADMP的一个简单输入文件如下：
%chk=test.chk
%nproc=8
%mem=4000MB
#p b3lyp/6-31G(d) admp=(maxpoint=1000,NKE=100000) geom=allcheck guess=read

------------------------------------------------------------------------------------
主要参数：
StepSize=n 设置时间步长，默认1000（对应0.1 fs）；
Maxpoint默认值是50步，maxpoint与stepsize相乘，就是总的模拟时间了。
NKE设置初始原子核动能，默认值100000 microHartrees（对应0.1Ha）
DKE Set the initial density kinetic energy to N microHartrees，默认是0。（问题1：这个一般怎么设置）
(问题2. NKE和DKE的设置，是不是分子越大得设置得越多。因为分子大，则能量被分散了，局域越过能垒的能量就小了。）
还可以设置温度Temp等参数。
------------------------------------------------------------------------------------
输出文件：
ADMP第一步需要做一个完整的SCF过程，以后每一步都只做单步SCF计算（可以设置每步做完整的SCF计算，但计算量肯定要大很多了）。
第一步SCF计算的能量，与原来做opt的最后一步能量是一样的。

Gview里面显示每个Trajectory的多个性质，包括
各种能量：
Nuclear Kinetic Energy：第一个点的值就是设置的NKE，以后会变化。
Electronic Kinetic Energy：第一个点的值就是设置的DKE，以后会变化。
Potential Energy：就是计算得到的SCF Done能量。是势能面上分子的能量（不包含动能），是我们主要关注的能量。
Total Energy：上述三个能量的求和。
Gview还给出下面的数据，但是具体含义不清楚（问题3，这些数据的意义，有何作用）
Total angular momentum
Conservation of Alpha electrons
Average Alpha idempotency
RMS Alpha idempotency
Conservation of Beta electrons
Average Beta idempotency
RMS Beta idempotency
--------------------------------------------------------------------------------------

sobereva · 发表于 Post on 2024-2-9 17:43:55

高章磊发表于 2024-2-9 13:16
这里补充一下我最近学习到的
IOp(1/44=***)
这个设置是可以更改Random Number Generator Seed的，也就是 ...

paramecium86 · 发表于 Post on 2024-2-9 17:11:49

高章磊发表于 2024-2-9 13:16
这里补充一下我最近学习到的
IOp(1/44=***)
这个设置是可以更改Random Number Generator Seed的，也就是 ...

是的之前用高斯跑QCT的时候这里就得拿脚本写个随机数，这样跑几百条出来才是有统计意义要不跑出来都一样的。

高章磊 · 发表于 Post on 2024-2-9 13:16:41

这里补充一下我最近学习到的
IOp(1/44=***)
这个设置是可以更改Random Number Generator Seed的，也就是初始的动能方向分配
这里的***代表你随机输入的一个种子，最小是0最大可以到20亿好像。这个东西你更换一下设置，计算出来的结果会完全不同，本质上就是模拟自然状态下的随机动能分配的，我觉得挺有用的，希望可以帮到需要的人。

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-24 09:01:41

wzkchem5 发表于 2021-8-23 19:58
chk文件到底叫RRP2B09.chk还是RP2B09.chk？你之前的帖子里提到叫RP2B09.chk，但是这里输入文件读的是RRP2 ...

啊，我竟然才注意到这个问题！
十分感谢wzk老师！程序已经可以运行了。

wzkchem5 · 发表于 Post on 2021-8-23 19:58:58

Marc0 发表于 2021-8-23 11:00
out文件是这样的

Entering Gaussian System, Link 0=g09

chk文件到底叫RRP2B09.chk还是RP2B09.chk？你之前的帖子里提到叫RP2B09.chk，但是这里输入文件读的是RRP2B09.chk
以后学会自己分析报错原因，这里已经说得很清楚了
Structure from the checkpoint file: "RRP2B09.chk"
FileIO operation on non-existent file.
程序要对一个文件做IO（IO = input/output，输入输出，也就是读文件、写文件），但是这个文件不存在。而且这个报错是在程序说要从RRP2B09.chk读结构之后，紧接着给出的报错，那最大的可能性就是这个不存在的文件就是RRP2B09.chk，也就是说你文件名写错了。

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-23 18:00:18

hdhxx123 发表于 2021-8-23 14:18
报错信息在RRP2B09-ADMP.out文件里看

out文件是这样的

Entering Gaussian System, Link 0=g09
Input=RP2B09-ADMP.com
Output=RP2B09-ADMP.out
Initial command:
/home/RD2/g09/l1.exe "/home/RD2/g09_tmp/Gau-427538.inp" -scrdir="/home/RD2/g09_tmp/"
Entering Link 1 = /home/RD2/g09/l1.exe PID= 427539.

Copyright (c) 1988,1990,1992,1993,1995,1998,2003,2009,2015,
         Gaussian, Inc.  All Rights Reserved.

This is part of the Gaussian(R) 09 program.  It is based on
the Gaussian(R) 03 system (copyright 2003, Gaussian, Inc.),
the Gaussian(R) 98 system (copyright 1998, Gaussian, Inc.),
the Gaussian(R) 94 system (copyright 1995, Gaussian, Inc.),
the Gaussian 92(TM) system (copyright 1992, Gaussian, Inc.),
the Gaussian 90(TM) system (copyright 1990, Gaussian, Inc.),
the Gaussian 88(TM) system (copyright 1988, Gaussian, Inc.),
the Gaussian 86(TM) system (copyright 1986, Carnegie Mellon
University), and the Gaussian 82(TM) system (copyright 1983,
Carnegie Mellon University). Gaussian is a federally registered
trademark of Gaussian, Inc.

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including trade secrets, belonging to Gaussian, Inc.

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---------------------------------------------------------------


Cite this work as:
Gaussian 09, Revision E.01,
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M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci,
G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian,
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M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross,
V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann,
O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski,
R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth,
P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels,
O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski,
and D. J. Fox, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2013.

******************************************
Gaussian 09:  ES64L-G09RevE.01 30-Nov-2015
            23-Aug-2021
******************************************
%chk=RRP2B09.chk
%nprocshared=5
Will use up to 5 processors via shared memory.
%mem=10GB
----------------------------------------------------------------------
#p b3lyp/6-31g(d) admp=(maxpoint=1000, NKE=100000) geom=allcheck guess
=read
----------------------------------------------------------------------
1/14=-1,26=3,29=20007,38=1,42=1000,73=100000/1,21;
2/12=2,29=2,40=1/2;
3/5=1,6=6,7=1,11=2,14=-4,16=1,25=1,30=1,65=-1,71=1,74=-5,89=400,90=600,116=-2/1,2,3;
4/5=1/1;
5/5=2,14=200,38=6/2;
6/7=2,8=2,9=2,10=2,28=1/1;
7/7=1/1,2,3,16;
1/14=-1,26=3,42=1000,73=100000/21(2);
2/29=1/2;
99/12=1/99;
2/29=1/2;
3/5=1,6=6,7=1,11=2,14=-2,16=1,25=1,30=1,65=-1,71=1,74=-5,89=400,90=600/1,2,3;
5/5=2,14=100/2;
7/7=1/1,2,3,16;
1/14=-1,26=3,42=1000,73=100000/21(-4);
2/29=1/2;
6/7=2,8=2,9=2,10=2,19=2,28=1/1;
99/9=1,12=1/99;
Leave Link 1 at Mon Aug 23 18:54:57 2021, MaxMem=  1342177280 cpu:       0.1
(Enter /home/RD2/g09/l101.exe)
Structure from the checkpoint file:  "RRP2B09.chk"
FileIO operation on non-existent file.
FileIO: IOper= 2 IFilNo(1)=-20502 Len=       100 IPos=          4 Q=       101474976

dumping /fiocom/, unit = 1 NFiles = 15 SizExt = 524288 WInBlk =    512
               defal = T LstWrd =    596480 FType=2 FMxFil=10000

Number             0          501          502          598          801          989
Base          180736       43520       72192       76800       180224       44544
End          596480       44520       76297       76802       180230       64544
End1          596480       44544       76800       77312       180736       65024
Wr Pntr       180736       43520       72192       76800       180224       44544
Rd Pntr       180736       43520       72192       76800       180224       44544
Length       415744       1000       4105          2          6       20000

Number          991          992          993          994          995          996
Base          65536       65024       43008       40448       42496       41472
End          72098       65033       43208       40478       42516       41672
End1          72192       65536       43520       40960       43008       41984
Wr Pntr       65536       65024       43008       40448       42496       41472
Rd Pntr       72098       65033       43208       40478       42516       41672
Length          6562          9          200          30          20          200

Number          997          998          999
Base          41984       40960       77312
End          42058       41160       179816
End1          42496       41472       180224
Wr Pntr       41984       40960       77312
Rd Pntr       42058       41160       79816
Length          74          200       102504

dumping /fiocom/, unit = 2 NFiles =    1 SizExt =       0 WInBlk =    512
               defal = F LstWrd =    65536 FType=2 FMxFil=10000

Number             0
Base          40448
End          65536
End1          65536
Wr Pntr       40448
Rd Pntr       40448
Length       25088

dumping /fiocom/, unit = 3 NFiles =    1 SizExt = 524288 WInBlk =    512
               defal = T LstWrd =    65536 FType=2 FMxFil=10000

Number             0
Base          40448
End          65536
End1          65536
Wr Pntr       40448
Rd Pntr       40448
Length       25088
FileIO operation on non-existent file.
FileIO: IOper= 2 IFilNo(1)=-20502 Len=       100 IPos=          4 Q=       101474976
Error termination in NtrErr:
NtrErr Called from FileIO.

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-8-23 14:18:41

Marc0 发表于 2021-8-23 10:56
我刚刚操作了一遍，但仍然报错。。。

我理解的意思是：因为我使用了geom=allcheck，chk文件有坐标信息 ...

报错信息在RRP2B09-ADMP.out文件里看

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-23 10:56:53

hdhxx123 发表于 2021-8-22 18:57
geom=allcheck的用法是，先确认你写的chk文件里有坐标信息，然后用这个关键词的同时需要将坐标和标题（ ...

我刚刚操作了一遍，但仍然报错。。。

我理解的意思是：因为我使用了geom=allcheck，chk文件有坐标信息，所以com文件里需要将坐标信息和标题都删掉。另外我没有写geom=connectivity，所以坐标后面的连接关系信息也可以删掉。
这样我的com文件就变成了：

%chk=RRP2B09.chk
%nprocshared=5
%mem=10GB
#p b3lyp/6-31g(d) admp=(maxpoint=1000, NKE=100000) geom=allcheck guess=read
（后面多敲了几行回车）

linux命令也变成了：g09 RRP2B09-ADMP.com RRP2B09-ADMP.out &
(做构型优化产生的chk文件是 RP2B09.chk，跑ADMP使用的 com文件名称是 RRP2B09-ADMP.com )

报错信息：

[RD2@localhost 2021062801-RP2B09]$ Error: segmentation violation
rax 0000000000000000, rbx 00000000009d0e30, rcx ffffffffffffffff
rdx 0000000000068613, rsp 00007ffe7e4c9f28, rbp 00007ffe7e4c9f50
rsi 000000000000000b, rdi 0000000000068613, r8  00002b0804dee1a0
r9  0000000000000000, r10 00007ffe7e4c9cb0, r11 0000000000000206
r12 00007ffe7e4ca180, r13 00007ffe7e4ce1a8, r14 00007ffe7e4ce1b0
r15 00000000060c62a0
  /lib64/libpthread.so.0() [0x337a60f7e0]
  /lib64/libc.so.6(kill+0x7) [0x337a232777]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x45bfe7]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x48d660]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x474ce3]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40d248]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40a73f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x405f0f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4037b0]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4036ed]
  /lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xfd) [0x337a21ed1d]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4035e9]

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-8-22 18:57:42

本帖最后由 hdhxx123 于 2021-8-22 19:07 编辑

Marc0 发表于 2021-8-22 18:00
由于我这边是Linux系统，没有将Linux文件直接拖到windows的权限。
我把报错信息和com文件代码直接全文复 ...

geom=allcheck的用法是，先确认你写的chk文件里有坐标信息，然后用这个关键词的同时需要将坐标和标题（也就是

RP2B09 admp

）一起删掉.鉴于你没有写geom=connectivity，可以把坐标后面的所有数字删去。
删完后建议在后面多加几个空行

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-22 18:00:13

hdhxx123 发表于 2021-8-22 15:04
你上传个.com文件和报错的输出文件看看。
指令应该是

由于我这边是Linux系统，没有将Linux文件直接拖到windows的权限。
我把报错信息和com文件代码直接全文复制放上来，您先看一下。谢谢~

com 文件代码如下：

%chk=RRP2B09.chk
%nprocshared=5
%mem=10GB
#p b3lyp/6-31g(d) admp=(maxpoint=1000, NKE=100000) geom=allcheck guess=read

RP2B09 admp

0 1
C                0.24536042 -0.57241899 -0.74826619
C                1.64600301 -0.58174542 -0.79801233
C                2.36072621 0.61587649 -0.65999838
C                1.67458191 1.82381880 -0.47304835
C                0.27413744 1.83378108 -0.42058741
C                -0.44139102 0.63526431 -0.55285676
H                2.16980180 -1.50361860 -0.94202086
H                3.43004752 0.60839609 -0.69811258
H                2.22049936 2.73903794 -0.36995745
H                -0.24886214 2.75654550 -0.27864714
C                -0.54166714 -1.88683768 -0.91451861
C                -1.94284124 -1.87074676 -0.86697248
C                0.13926027 -3.09798548 -1.11711381
C                -2.66498091 -3.06056521 -1.03065234
H                -2.46217374 -0.94895403 -0.70716629
C                -0.58471008 -4.28883208 -1.27272790
C                -1.98579947 -4.26928404 -1.23211194
H                -3.73468486 -3.04573542 -1.00119201
H                -0.06769083 -5.21355053 -1.42251577
H                -2.53709059 -5.17810652 -1.35538891
N                -1.91152076 0.64457505 -0.48757037
C                -2.34097926 1.16032020 0.82120436
C                -2.57098552 2.53395772 0.98452410
C                -2.52074874 0.28734690 1.90261979
C                -2.98038602 3.03449779 2.22726585
H                -2.43411116 3.20117495 0.15916894
C                -2.92850669 0.78906085 3.14714736
H                -2.34675932 -0.76083049 1.77945259
C                -3.15885898 2.16222203 3.30887205
H                -3.15679932 4.08287067 2.35001521
H                -3.06394160 0.12373444 3.97388916
H                -3.47080402 2.54467857 4.25789087
C                -2.44927069 1.51136419 -1.54635715
C                -3.70075065 1.23236800 -2.11241775
C                -1.71144923 2.61676694 -1.98976310
C                -4.21546614 2.06009071 -3.11921433
H                -4.26370427 0.38674277 -1.77599646
C                -2.22625849 3.44516609 -2.99603687
H                -0.75506917 2.82841996 -1.55990185
C                -3.47876752 3.16789139 -3.55959168
H                -5.17097704 1.84615252 -3.55187051
H                -1.66274640 4.28936961 -3.33399896
H                -3.87320209 3.80159496 -4.32649567
N                1.61072885 -3.12174120 -1.17130138
C                2.05248743 -2.90152035 -2.55538191
C                2.23160341 -3.99648130 -3.41044261
C                2.29515610 -1.60152493 -3.02025871
C                2.64976640 -3.79321912 -4.73200450
H                2.04864174 -4.98881139 -3.05375793
C                2.71356405 -1.39845525 -4.34278445
H                2.16125089 -0.76467575 -2.36645144
C                2.89017833 -2.49417840 -5.19862529
H                2.78529028 -4.62958224 -5.38468881
H                2.89812735 -0.40681554 -4.69924637
H                3.20846086 -2.33877226 -6.20835026
C                2.10406293 -4.43060527 -0.71264564
C                3.03844302 -4.50599656 0.33091043
C                1.64128309 -5.60419664 -1.32240964
C                3.51430914 -5.75431020 0.75706569
H                3.38907741 -3.61121556 0.80132162
C                2.11720649 -6.85167919 -0.89607301
H                0.92451652 -5.54792212 -2.11484737
C                3.05540833 -6.92704392 0.14203643
H                4.22810011 -5.81150524 1.55152228
H                1.76422806 -7.74654884 -1.36372768
H                3.42133841 -7.87995603 0.46502144

1 2 1.5 6 1.5 11 1.0
2 3 1.5 7 1.0
3 4 1.5 8 1.0
4 5 1.5 9 1.0
5 6 1.5 10 1.0
6 21 1.0
7
8
9
10
11 12 1.5 13 1.5
12 14 1.5 15 1.0
13 16 1.5 44 1.0
14 17 1.5 18 1.0
15
16 17 1.5 19 1.0
17 20 1.0
18
19
20
21 22 1.0 33 1.0
22 23 1.5 24 1.5
23 25 1.5 26 1.0
24 27 1.5 28 1.0
25 29 1.5 30 1.0
26
27 29 1.5 31 1.0
28
29 32 1.0
30
31
32
33 34 1.5 35 1.5
34 36 1.5 37 1.0
35 38 1.5 39 1.0
36 40 1.5 41 1.0
37
38 40 1.5 42 1.0
39
40 43 1.0
41
42
43
44 45 1.0 56 1.0
45 46 1.5 47 1.5
46 48 1.5 49 1.0
47 50 1.5 51 1.0
48 52 1.5 53 1.0
49
50 52 1.5 54 1.0
51
52 55 1.0
53
54
55
56 57 1.5 58 1.5
57 59 1.5 60 1.0
58 61 1.5 62 1.0
59 63 1.5 64 1.0
60
61 63 1.5 65 1.0
62
63 66 1.0
64
65
66

报错信息如下：
[1] 424021
[RD2@localhost 2021062801-RP2B09]$ Error: segmentation violation
rax 0000000000000000, rbx 00000000009d0e30, rcx ffffffffffffffff
rdx 0000000000067856, rsp 00007ffc8ad958e8, rbp 00007ffc8ad95910
rsi 000000000000000b, rdi 0000000000067856, r8  00002b5670e731a0
r9  0000000000000000, r10 00007ffc8ad95670, r11 0000000000000206
r12 00007ffc8ad95b40, r13 00007ffc8ad99b68, r14 00007ffc8ad99b70
r15 00000000060c62a0
  /lib64/libpthread.so.0() [0x337a60f7e0]
  /lib64/libc.so.6(kill+0x7) [0x337a232777]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x45bfe7]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x48d660]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x474ce3]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40d248]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x40a73f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x405f0f]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4037b0]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4036ed]
  /lib64/libc.so.6(__libc_start_main+0xfd) [0x337a21ed1d]
  /home/RD2/g09/l101.exe() [0x4035e9]

hdhxx123 · 发表于 Post on 2021-8-22 15:04:30

Marc0 发表于 2021-8-22 14:57
你好，我在Linux系统下的高斯尝试跑ADMP，结果总是报错。还请麻烦帮忙看看我的操作哪里有问题：

1. 进行 ...

你上传个.com文件和报错的输出文件看看。
指令应该是

g09 xxx.com xxx.out &

复制代码

Marc0 · 发表于 Post on 2021-8-22 14:57:33

你好，我在Linux系统下的高斯尝试跑ADMP，结果总是报错。还请麻烦帮忙看看我的操作哪里有问题：

1. 进行一般分子构型优化，得到chk文件。

2. 将chk文件另存为.com格式。双击此.com文件，将最初的几行替换为以下，其他不变，保存。
%chk=xxx.chk
%nproc=8
%mem=4000MB
#p b3lyp/6-31G(d) admp=(maxpoint=1000,NKE=100000) geom=allcheck guess=read

3. Linux系统下 open terminal，找到.com文件路径后输入指令：g09 xxx.com xxx.out&

结果就报错 segmentation violation。
我是初学者，可能是某些基本操作不清楚导致报错，但实在想不通具体哪里的问题。还望不吝赐教。十分感谢！

dansor1 · 发表于 Post on 2020-9-29 09:13:27

sobereva 发表于 2020-9-28 13:33
轨迹、能量变化
如果你用ORCA跑BOMD形式的AIMD的话，还可以把每一步的gbw文件留下来，批量转成Molden文 ...

好的，谢谢老师解答

sobereva · 发表于 Post on 2020-9-28 13:33:46

dansor1 发表于 2020-9-21 10:04
想向各位老师请教一下高斯做ADMP得到的结果主要从哪些方面进行分析？

轨迹、能量变化
如果你用ORCA跑BOMD形式的AIMD的话，还可以把每一步的gbw文件留下来，批量转成Molden文件后可以结合Multiwfn做波函数分析，对于了解动力学过程中的电子结构变化非常有意义，例如

具体做法详见
详谈Multiwfn的命令行方式运行和批量运行的方法
http://sobereva.com/612（http://bbs.keinsci.com/thread-24929-1-1.html）

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[Gaussian/gview] 关于高斯中的分子动力学计算

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